(57)【要約】      （修正有）【課題】過大なトルクが負荷されるのを防止することができる一方向クラッチの提供。【解決手段】駆動軸１とその外側に設けられた外輪２の間にレバー４を組込み、レバー４の一端部を外輪２に固定されたピン５で揺動自在に支持し、レバー４の内周にカム面７を形成する。カム面７と駆動軸１の外周の円筒面６間に形成されたくさび形空間内にローラ８と、そのローラ８をくさび形空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材９とを組込む。外輪２の内周に突出部１０を設け、レバー４を弾性部材１１により揺動側端部が突出部１０に当接する方向に向けて付勢する。駆動軸１の一方向の回転により、ローラ８をカム面７および円筒面６に係合させて駆動軸１の回転を外輪２に伝達し、伝達トルクが過大になると、くさび形空間の狭小部に押し込まれるローラ８でレバー４を外方向に揺動させ、くさび形空間のくさび角の増大によって駆動軸１から外輪２へのトルク伝達を遮断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材と、その内方部材の外側に設けられた外方部材と、その外方部材に一端部が支持されて外方部材と内方部材間の周方向に長く延びる揺動可能なレバーとを有し、前記レバーの内周と内方部材の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でレバーの揺動中心側の一端部が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、このカム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび形空間の狭小部に向けて付勢し、前記外方部材にはレバーの揺動側端部の内方に張り出す突出部を設け、その突出部にレバーの揺動側端部が当接する方向にレバーを弾性部材により付勢した一方向クラッチ。
【請求項２】
内方部材と、その内方部材の外側に設けられた外方部材と、その外方部材に支持されて外方部材と内方部材間の周方向に長く延びる揺動可能なレバーとを有し、前記レバーの内周と内方部材の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でレバーの揺動端側が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、このカム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび形空間の狭小部に向けて付勢し、前記外方部材にはくさび形空間の狭小部内に張り出して係合子の周方向への移動を制限する突出部を設け、その突出部にレバーの揺動側端部が当接する方向にレバーを弾性部材で付勢した一方向クラッチ。
【請求項３】
前記レバーが長さ方向の中央部を中心にして揺動可能に支持された請求項２に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動部材と被駆動部材の相互間において駆動部材の一方向の回転のみを被駆動部材に伝達する一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来から知られているローラタイプの一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、内輪３０の外周に円筒面３１を形成し、上記内輪３０の外側に設けられた外輪３２の内周には上記円筒面３１との間で周方向の一端が狭小のくさび形空間を形成する複数のカム面３３を周方向に等間隔に設け、各カム面３３と円筒面３１間に形成されたくさび形空間内にローラ３４と、そのローラ３４をくさび形空間の狭小部に向けて押圧する弾性部材３５とを組込み、前記内輪３０の矢印で示す方向の回転時に、ローラ３４を円筒面３１およびカム面３３に係合させて、内輪３０の回転を外輪３２に伝えるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のローラタイプの一方向クラッチにおいては、ローラ３４と円筒面３１およびローラ３４とカム面３３の係合部での面圧が伝達トルクに比例して高くなり、過大なトルクが入力されると、ローラ３４がくさび形空間の狭小部に強く噛み込んでローラ３４の係合部で変形や破損が生じ、あるいは、ローラ３４がくさび形空間の広幅部に押し出される、所謂ポップアウト現象が生じるという問題があった。
【０００４】
この発明の課題は、過大なトルクが負荷されるのを防止することができるようにした一方向クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、第１の発明においては、内方部材と、その内方部材の外側に設けられた外方部材と、その外方部材に一端部が支持されて外方部材と内方部材間の周方向に長く延びる揺動可能なレバーとを有し、前記レバーの内周と内方部材の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でレバーの揺動中心側の一端部が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、このカム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび形空間の狭小部に向けて付勢し、前記外方部材にはレバーの揺動側端部の内方に張り出す突出部を設け、その突出部にレバーの揺動側端部が当接する方向にレバーを弾性部材により付勢した構成を採用したのである。
【０００６】
また、第２の発明においては、内方部材と、その内方部材の外側に設けられた外方部材と、その外方部材に支持されて外方部材と内方部材間の周方向に長く延びる揺動可能なレバーとを有し、前記レバーの内周と内方部材の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でレバーの揺動端側が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、このカム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび形空間の狭小部に向けて付勢し、前記外方部材にはくさび形空間の狭小部内に張り出して係合子の周方向への移動を制限する突出部を設け、その突出部にレバーの揺動側端部が当接する方向にレバーを弾性部材で付勢した構成を採用したのである。
【０００７】
第２の発明に係る一方向クラッチにおいて、レバーは、長さ方向の中央部を中心にして揺動可能に支持されたものであってもよく、あるいは、一方の端部を中心にして揺動可能に支持されたものであってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明および第２の発明のように、外方部材に支持された揺動可能なレバーの内周と内方部材の外周間にくさび形空間を形成し、そのくさび形空間内に組込まれた係合子を弾性部材によってくさび形空間の狭小部に向けて付勢することにより、前記係合子がくさび形空間の狭小部に噛み込むトルク伝達時に、過大トルクが負荷されると、くさび形空間の狭小部に押し込まれる係合子の押圧によりレバーが揺動してくさび形空間の大きさが変化してトルク伝達を遮断することができる。
【０００９】
このため、係合子の係合部に作用する面圧が過大になることがなく、上記係合部での変形や破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、この発明に係る一方向クラッチの第１の実施形態を示す。図示のように、内方部材としての駆動軸１と、その外側に設けられた外方部材としての外輪２は同軸上に配置されている。
【００１１】
外輪２の内周には、周方向に長く延びる複数のレバー収納凹部３が等間隔に設けられ、各レバー収納凹部３内にレバー４が組込まれている。
【００１２】
レバー４のそれぞれは、外輪２に固定されたピン５により一端部が支持されて、上記ピン５を中心に揺動可能とされ、その内周には、駆動軸１の外周に形成された円筒面６との間で周方向の一端が狭小のくさび形空間を形成するカム面７が設けられている。
【００１３】
カム面７と円筒面６間には係合子としてのローラ８が組込まれ、そのローラ８はくさび形空間の広幅部に組込まれた弾性部材９によりくさび形空間の狭小部に向けて付勢されている。
【００１４】
レバー収納凹部３の周方向で対向する端面の一方にはレバー４の揺動側端部の内方に張り出す突出部１０が設けられている。
【００１５】
レバー４の揺動側端部とレバー収納凹部３の外壁面間には弾性部材１１が組込まれている。弾性部材１１はレバー４の揺動側端部が突出部１０に当接する方向に向けてレバー４を付勢している。
【００１６】
第１の実施形態で示す一方向クラッチは上記の構造から成り、駆動軸１が図１の矢印で示す方向と反対の方向に回転すると、ローラ８は弾性部材９の弾性に抗してくさび形空間の広幅部に向けて移動するため、駆動軸１の回転は外輪２に伝達されず、駆動軸１のみがフリー回転する。
【００１７】
一方、駆動軸１が図１の矢印で示す方向に回転すると、ローラ８はくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面６およびカム面７に係合し、駆動軸１の回転はローラ８を介して外輪２に伝達される。
【００１８】
外輪２に作用する負荷が大きくなり、駆動軸１から外輪２への伝達トルクが大きくなると、ローラ８がくさび形空間の狭小部にさらに押し込まれて狭小部に対するローラ８の噛み込み力が増大し、ローラ８がレバー４を押圧する押圧力が大きくなる。駆動軸１に過大なトルクが負荷され、上記押圧力が弾性部材１１の弾性力を超えると、レバー４がピン５を中心に外輪２の半径方向外方に揺動し、円筒面６とカム面７で形成されるくさび形空間の大きさが変化し、図２に示すように、上記くさび形空間のくさび角θ1 が大きくなる。
【００１９】
上記くさび角θ1 が一定値を超えると、駆動軸１とローラ８との間で滑りが生じ、駆動軸１から外輪２へのトルク伝達が遮断される。
【００２０】
このように、伝達トルクが過大になると、駆動軸１とローラ８の接触部で滑りが生じてトルク伝達を遮断するトルクリミッタとしての機能を発揮するため、ローラ８と駆動軸１の係合部およびローラ８とレバー４の係合部での面圧が一定値以上に高くなることはなく、上記係合部での変形や破損を防止することができると共に、ローラ８がくさび形空間の広幅部に押し出されるポップアウト現象の発生も防止することができる。
【００２１】
また、外輪２が高速回転すると、レバー４は遠心力により外輪２の半径方向外方に向けて揺動して図１に示すくさび形空間のくさび角θ0 がθ1 に大きくなるため、高速回転時にも駆動軸１から外輪２へのトルク伝達を遮断することができる。
【００２２】
図３および図４は、この発明に係る一方向クラッチの第２の実施形態を示す。この実施形態では、レバー収納凹部３内に組込まれたレバー２１の長さ方向中央部を外輪２に固定されたピン２２で支持して、上記ピン２２を中心に揺動可能とし、上記レバー２１の内周一端部に駆動軸１の円筒面６との間で周方向の一端が狭小のくさび形空間を形成するカム面２３を形成し、レバー２１の外周他端部にはレバー収納凹部３の円筒形外壁面２４に適合する円弧面２５を形成している。
【００２３】
また、レバー収納凹部３の周方向で対向する一方の端面にくさび形空間の狭小部に張り出す突出部２６を設けている。
【００２４】
さらに、レバー２１の一端部外方および他端部内方のそれぞれに弾性部材２７、２８を設け、各弾性部材２７、２８によってレバー２１の一端部が突出部２６に当接し、かつ他端部の円弧面２５が円筒形外壁面２４に当接する方向に向けてレバー２１を付勢している。
【００２５】
他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
上記第２の実施形態で示す一方向クラッチにおいて、駆動軸１が図３の矢印で示す方向に回転すると、ローラ８がくさび形空間の狭小部に押し込まれて駆動軸１の円筒面６とレバー２１のカム面２３に係合し、駆動軸１の回転はローラ８を介して外輪２に伝達される。
【００２７】
外輪２の負荷が大きくなり、伝達トルクが増大すると、ローラ８がくさび形空間の狭小部に押し込まれて、狭小部に対する噛み込み力が増大し、ローラ８がレバー２１の一端部を押圧する押圧力が大きくなる。その押圧力が弾性部材２７、２８の弾性力の合力を超えると、レバー２１がピン２２を中心に揺動してくさび形空間の大きさが変化し、狭小部の間隔が広くなってくさび形空間のくさび角θ2 が小さくなる。
【００２８】
このため、ローラ８は突出部２６に向けて移動し、伝達トルクが一定値以上になると、図４に示すように、ローラ８は突出部２６に当接し、その当接部位からもトルク伝達が行なわれる。このとき、レバー２１とローラ８の接触による伝達トルクが減少すると共に、ローラ８とレバー２１のカム面２３との間に作用する法線方向の荷重が低下するため、弾性部材２７、２８は伸長し、ローラ８はくさび形空間の広幅部に向けて移動して突出部２６から離れ、レバー２１とローラ８の当接部からの伝達トルクが再び増加する。
【００２９】
伝達トルクが一定値を超えた場合、ローラ８は突出部２６に対する当接と離反とを繰り返すことになる。このため、一定値以上のトルクを伝達することができず、トルクリミッタとしての機能を発揮するので、ローラ８の係合部での変形や破損を防止することができる。
【００３０】
また、外輪２が高速回転すると、レバー２１は遠心力によりその一端部が突出部２６に当接する方向に揺動し、くさび形空間は非トルク伝達時の大きさに保持されるので、高速回転時においても安定した一方向クラッチ機能を発揮する。
【００３１】
第１の実施形態および第２の実施形態のいずれの実施形態においても、駆動軸１に円筒面６を形成し、レバー４、２１にカム面７、２３を設けたが、上記と逆にレバー４、２１に円筒面を形成し、駆動軸１にカム面を設けてもよい。
【００３２】
また、第２の実施形態ではレバー２１として、その長さ方向中央部がピン２２で揺動自在に支持されるものを示したが、円弧面２５を外周に有する他端部を省略した長さの短いものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に係る一方向クラッチの第１の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１に示す一方向クラッチの伝達トルクの遮断状態を示す断面図
【図３】この発明に係る一方向クラッチの第２の実施形態を示す縦断正面図
【図４】図３に示す一方向クラッチの作動状態を示す断面図
【図５】従来の一方向クラッチを示す断面図
【符号の説明】
【００３４】
１    駆動軸（内方部材）
２    外輪（外方部材）
４    レバー
６    円筒面
７    カム面
８    ローラ（係合子）
９    弾性部材
１０  突出部
１１  弾性部材
２１  レバー
２３  カム面
２６  突出部
２７、２８  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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